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1、松耦合感应电能传输恒功率输出控制策略李曜,等松耦合感应电能传输恒功率输出控制策略ConstantPowerOutputControlStrategyforLooselyCoupledlnductivePowerTransmission李曜龚中良(中南林业科技大学机电工程学院,湖南长沙410004)摘要:在一些松耦合感应电能传输技术应用领域,需保持负载功率恒定不变。松耦合变压器的初、次级线圈相对位置的变化将会引起松耦合线圈间的互感发生变化,导致次级回路的负载功率发生相应变化。通过对松耦合感应电能传输系统的分析,对恒功率无线能量传输的恒功率补偿策略进行了研究,提出了两种恒功率控制策略。同时,利用P
2、WM控制实现了逆变器输出电压的自动调节,为负载恒功率输出控制电路设计奠定了基础。关键词:无线能量传输恒功率控制PWM控制互感反馈调节稳压控制中图分类号:TM45文献标志码:ADOI:10.16086/j.cnki.issn1000-0380.201505004Abstract:Insomeoftheapplicationareasoflooselycoupledinductivepowertransmissiontechnology,constantloadpowerneedstobemaintained.Thechangesoftherelativepositionbetweenthepri
3、maryandsecondarycoilsoflooselycoupledtransformermaycausemutualinductancebetweenthelooselycoupledcoilschange,thustheloadpowerofthesecondaryloopchanges.Throughanalyzingthelooselycoupledinductivepowertransmissionsystem,theconstantpowercompensationstrategyoftheconstantpowerwirelessenergytransmissionisre
4、searched,andtwokindsofsuchstrategiesareproposed.Inaddition,theautomaticregulationoftheoutputvoltageforinverterisimplementedbyusingPWMcontrol;thislaidthefoundationfordesigningloadconstantpoweroutputcontrolcircuit.Keywords:WirelessenergytransferConstantpowercontrolPWMcontrolMutualinductanceFeedbackreg
5、ulationVoltagestabilitycontrol出了谐振频率、线圈互感、线圈品质因数等影响传输效0引言[9]率的关键因素;张峰着重对影响系统功率传输能力随着对无线电能传输的深入研究,新型的能量传[10][11]的耦合系数进行了研究;郑颖楠对影响松耦合输方式———松耦合无线能量传输应运而生,并得到了变压器的耦合系数的磁芯材料、磁芯形状、绕组位置、[1-2][3-4]初步应用,如无线充电器、电动车充电、植入式气隙大小等主要因素进行了仿真分析;Huang[12]对电[5-6]医疗装置等,但还不够成熟。动汽车电池充电的IPT系统要考虑的实际问题进行了在国内,目前对无线电能传输技术的研究处于
6、起分析研究。步阶段,研究方向主要还处于理论研究阶段,集中在系显然,上述针对松耦合无线能量传输系统的功率统建模、变压器参数设计、谐振频率以及补偿电路、传输出特性及保证输出功率恒定等方面的研究甚少。实输系统分析等方向。如武瑛分析研究了系统补偿拓际上,许多设备在使用过程中,初、次级线圈的相对位[7]扑、运行频率及负载参数对系统性能的影响;庞明鑫置是不断变化的,如人工心脏的体外机与体内机在工基于ANSOFTMaxwell2D仿真软件,分析了制约松耦作时就不可能保证两者之间的位置恒定,而体内机所[8]合感应能量传输系统传输效率的关键因素;吴嘉迅需的功率要保证基本恒定。因此,在研究松电磁耦合利用互感原理和
7、耦合理论对传输效率进行了推导,得能量传输特性的基础上,制定恒功率无线能量传输的功率补偿策略很有必要。湖南省科技计划基金资助项目(编号:2012GK3144);湖南省研究生科研创新基金资助项目(编号:CX2014B336);1恒功率输出控制策略中南林业科技大学研究生科技创新基金资助项目(编号:CX2014B12)。设原边绕组角频率为ω,电流有效值为IP,根据耦修改稿收到日期:2014-11-08。合
